燃煤飞灰中可吸入颗粒物在磁场中聚并收尘试验研究

针对燃煤电站锅炉飞灰这种弱磁性可吸入颗粒物,将由专门研制的气溶胶发生器产生的气溶胶(PM10)颗粒按照粒径大小分为12等级,利用低压电称冲击器ELPI测试在不同磁感应强度下各级颗粒浓度的变化,考察磁场对颗粒磁聚并的影响.结果表明,燃煤飞灰这种弱磁性粉尘在磁场中有一定的聚并作用,对其中PM2.5的颗粒聚并的效果更明显.     

低低温工况下颗粒凝并机理分析及研究方法初探

低低温电除尘器可有效提高颗粒凝并,在文献调研及相关研究的基础上,对低低温工况条件下颗粒凝并的机理进行了分析,给出了一种理论计算与实验观测相结合的研究方法。该方法利用2d-LES模型模拟湍流流场,利用离散相模型(DPM)计算烟气冷却器中颗粒运动轨迹,利用欧拉双流体方法,引入颗粒群平衡计算模型(PBM),并通过编写用户自定义函数(UDF)引入颗粒湍流凝并、热凝并和增湿凝并核函数,计算颗粒凝并;指出光学法对颗粒凝并、破碎效果干扰较小,可以作为实验室观测颗粒凝并机理的有效检测手段。     

驻波声场中细微颗粒凝并的数值模拟

为揭示燃烧源细微颗粒的声凝并机理与效果,采用数值模拟方法对水平驻波声场作用下细微颗粒的运动和凝并特性进行研究.通过实验对细微颗粒运动特性数值模拟结果进行验证,基于多重蒙特卡罗(multi-Monte Carlo)方法的硬球模型研究细微颗粒之间的凝并.结果表明:在极短时间内,颗粒粒径分布发生显著改变,团聚现象明显;颗粒在声场中的停留时间对团聚的发生有重要影响;增大细微颗粒浓度,团聚发生强烈;采用高强度声场,是提高团聚效果的有力措施.     

绕流圆柱对气固两相流场颗粒聚并效果的研究

采用大涡模拟耦合群平衡模型的方法模拟绕流圆柱流场中颗粒的扩散特性和聚并效果。分析圆柱尾迹的分布,研究流动时间、颗粒St数和颗粒的体积分数对细颗粒聚并的影响。结果发现:随着流场的发展,沿着流动方向涡量值逐渐减小,不同粒径的颗粒受漩涡的影响在流场中的分布不同;增大入口处颗粒的体积分数,可增强颗粒聚并效果,颗粒的体积分数增大到一定值后,颗粒聚并效果变得不明显;当入口颗粒St≤1时,颗粒的St数越小,聚并效果越显著。     

烟气流速对湍流涡旋以及颗粒凝并影响的研究

采用欧拉-拉格朗日法结合O'Rouekr碰撞模型,模拟了电厂满负荷下静电除尘器前的烟道流速区间内颗粒物的碰撞和凝并.结果表明:凝并器入口烟气流速越大,凝并区的湍流强度和涡量越大,有利于减少细颗粒物的数量,但减少的幅度较小;凝并器入口烟气流速越大,颗粒物在凝并区的停留时间越短,碰撞凝并形成的颗粒物粒径也越小,不利于形成粒径较大的颗粒物,所研究的电厂常见烟气流速范围内凝并器入口烟气流速的提高对湍流凝并的负面作用大于正面作用.     

燃煤PM10在磁场中聚并脱除理论与实验研究

提出了燃煤可吸入颗粒物在均匀磁场中的二元碰撞聚并模型,模型通过直接跟踪在磁偶极子力、气体曳力、布朗力和重力作用下做相对运动的粒子,根据粒子的相对运动轨迹确定燃煤细微飞灰粒子间的聚并系数。在数值计算获得聚并系数的基础上,应用求解粒子聚并动力学方程的区域算法,计算了东胜烟煤燃烧产生的飞灰细微粒子在均匀磁场中的聚并脱除效率,并与实验进行了比较。结果表明,在0.098～9.314μm粒径范围内,0.576～3.758μm粒径的飞灰粒子聚并脱除效率最高;总脱除效率随外磁场强度、颗粒质量浓度以及粒子在磁场中停留时间的增加而增大,粒子饱和磁化时,总脱除效率达到最大值;实验结果与数值模拟结果相一致。模型预测结果表明,当颗粒质量浓度为40 g/m3时,燃煤飞灰细微粒子的总脱除效率可达52%。     

超细颗粒在碰撞凝并作用下的尺寸分布变化

对于燃烧过程中生成的超细颗粒，其自身的布朗运动引起的细颗粒之间的碰撞以及与较大颗粒之间的碰撞是改变其尺寸分布的主要因素．基于矩方法，对颗粒的初始分布作出一个合理的正态对数分布假设，研究了超细颗粒在碰撞凝并作用下的颗粒尺寸分布的变化情况．并将所得到的结果与仅仅考虑细颗粒之问碰撞的结果进行对比．数值结果表明，在同时考虑两种碰撞时，布朗凝并碰撞的自保持特性发生了一定的变化；与仅仅考虑细颗粒之间的碰撞凝并时相比，颗粒初始的不均匀程度对最终的颗粒分布的影响增强，成为一个必须考虑的因素．     

凝并作用下火灾烟颗粒粒径分布及变化

预测火灾烟颗粒粒径分布特征参数的动态变化可实现探测系统对环境参数响应的动态模拟.顶棚烟气输运中,烟颗粒的布朗凝并是改变粒径分布的主要过程,应用矩方法求解布朗凝并作用下对数正态颗粒粒径分布的烟颗粒非线性凝并方程,得到随燃烧变化的凝并速率下粒径分布特征参数随时间的计算结果.正庚烷试验火烟颗粒分布的计算预测值与实验测量值相近,结果表明,在烟雾浓度快速上升阶段,烟颗粒凝并造成颗粒浓度损失不明显,几何平均粒径变化很小,而燃烧基本结束后,烟颗粒数密度衰减很快.     

高剪切力下气泡聚并与破碎特性的数值研究

了解气泡在剪切力场中的聚并与破碎机理及生长与运动特性,对于气液搅拌槽中桨叶的优化设计具有重要意义。将欧拉-欧拉模型与群体平衡模型(population balance model, PBM)进行耦合,对不同剪切力下的气液两相流场进行求解,研究了剪切力、高剪切力下进气速度、气泡塔高度对气泡聚并与破碎的影响,并结合气泡的聚并与破碎模型对高剪切力下气泡的聚并与破碎机理进行了探究。研究表明,剪切力主要影响气泡的破碎,当剪切力较小时其对气泡破碎的影响较小,随着剪切力的增大其对气泡破碎的影响逐渐显著,使小气泡的含量大幅增多;高剪切力下进气速度、气泡塔高度对气泡的聚并与破碎的影响不明显。     

旋流雾化水膜除尘器内尘粒运动特性及分离效率

基于气固多相流复杂的运动特征，结合旋流雾化水膜除尘器的特点，同时考虑尘粒碰壁面黏附与反弹条件，颗粒间的碰撞与并聚、喷水加湿对颗粒间并聚及碰撞、颗粒运动特性的影响，并考虑颗粒对气相的作用，构建了描述旋流雾化水膜除尘器内湍流气固多相流的三维时均方程组，模型封闭采用k-ε／RNG模型，数值模拟了旋流雾化水膜除尘器内尘粒运动特性及分离效率。结果表明：在设置水膜除尘器尘粒遇壁面条件时，应设置尘粒碰壁为黏附；除尘器内干段、湿段比例、尘粒粒径、尘粒入口位置等对除尘效率高低均存在影响；壁面水雾膜的黏附及喷水对尘粒并聚影响较大，尘粒在除尘器内运动位移小于尘粒碰壁面反弹及不考虑尘粒并聚的情况，越有利于尘粒分离；除尘器入口速度越大及喉部喷水速度越大，越有利于尘粒的除去。